摘要：由于工业给水处理及饮用水处理大量使用天然水作水源,水中有机物的危害显得十分严重,目前多采用活性炭吸附处理去除水中有机物,这就要选择对水中有机物吸附容量高的活性炭。该文介绍给水处理用活性炭吸附性能指标的研究过程、当前的各种技术观点以及最新研究进展,包括国标提出的水处理用活性炭吸附性能指标(碘值和亚甲兰吸附值),以及用天然水中四种天然有机物(腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁)作吸附质来评价活性炭吸附性能,也研究了焦糖脱色率指标。焦糖脱色率指标可以用来很好地表征给水处理用活性炭吸附性能,而且具有指标直观、试验方法简单、便于推广应用等特点。 

在上世纪八十年代，囯内工业水处理就开始使用活性炭来吸附水中有机物，主要是因为这些有机物会污染纯水制备系统中阴树脂，它遇到高温还会分解为有机酸腐蚀设备。城市自来水处理中使用活性炭则是近十几年的事，它是为了消除水中消毒副产物———三致物质的前驱物，使自来水水质符合越来越严格的生活饮用水卫生标准。

工业水处理中使用活性炭大多为粒状炭，也有粉状活性炭。由于现有活性炭吸附存在容量有限、使用寿命短、更换频繁、费用高等缺点，这就导致要选择对水中有机物吸附容量高的活性炭，以便在技术上和经济上得益。用什么指标来衡量活性炭对水中有机物吸附容量的高低，是给水处理中的重要问题。

1 活性炭对水中有机物吸附性能指标研究回顾

1.1 国标中关于水处理活性炭的吸附性能指标的规定及存在的问题

国标GB ／ T 7701.4—1997[1]和GB ／ T 13803.2—1999[2]中规定用碘值和亚甲蓝吸附值等作为水处理活性炭的吸附性能选炭指标（表1）。1994 年，为安徽洛河发电厂扩建工程（使用淮河水质）筛选水处理活性炭时发现活性炭一般吸附性能指标（比表面积、碘值、四氯化碳吸附值、亚甲蓝吸附值） 与活性炭在实际水质中的周期制水量（使用寿命）相关性不好（见表2），若用这些指标来选择天然水处理用活性炭，会得出错误的结果。

此种现象是因为碘和亚甲蓝分子体积小（分子量分别为253.8 和319.85），可以进入活性炭所有孔（包括微孔），所以碘值和亚甲蓝吸附值反映的是活性炭所有表面积的吸附能力；而天然水中有机物分子量达几千甚至几万，分子体积大，天然水中大分子有机物却进不去，微孔发挥不了吸附作用，所以用碘、亚甲蓝测得的活性炭吸附容量就与水处理中实际使用情况不符。

1.2 用四种水中天然有机物来表征活性炭吸

附能力根椐上述分析，用与天然水中有机物分子大小相似的物质来表征活性炭吸附能力，就能反映水处理中活性炭的实际使用情况。根椐这一思路，我们采用水中有代表性的四种天然有机物（腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁）作吸附质, 测量活性炭对它们的吸附能力（吸附等温线）,发现其结果与实际水质的运行试验结果一致（图1 和表3）。从图1 和表3 中看出，用水中四种天然有机物作吸附质，活性炭对它的吸附容量与活性炭实际使用寿命成正相关，因此用测量活性炭对四种天然有机物（腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁）的吸附等温线方法，来选择给水处理用活性炭是可靠的。

版权、出处：《净水技术》